UEOM-I型铀丰度在线监测仪是中国原子能科学研究院联合中核兰州铀浓缩有限公司历时近8年共同开发的产品，饱含了双方科研人员的辛劳与付出，是他们智慧与汗水的结晶。在研制过程中，原子能院与兰铀公司精诚合作，携手攻关，树立了“厂院结合”的良好典范。

艰难调试 披荆斩棘

攻坚克难需要能打硬仗的队伍，为研制铀丰度在线监测原型装置和产品定型，原子能院放化所37室组织了一支由核物理、核电子学与核探测、计算机软硬件开发和自动化控制等相关专业人员组成的团队。他们凭着科研人员的严谨细致、吃苦耐劳的钻研精神，为原型装置成功研制和产品的定型立下了汗马功劳。

“在科学道路上探索真理，往往需要几百次失败的实验才能取得成功。”这一点在原型装置的现场调试应用和产品定型过程中体现得淋漓尽致。

要想得到精准的铀丰度数据，精确获得装置的本底至关重要。而正是这个本底问题，困扰了研制小组将近4年的时间。对此，放化所37室副主任刘国荣研究员在接受采访时说：“刚开始我们有些‘轻敌’了，低估了本底问题的复杂性。”

2009年11月，铀丰度在线监测原型装置在兰铀公司现场调试过程中出现了本底持续增长的现象。一开始，研制小组确定思路，力求消除本底增长，并开始了多种实验尝试。研制小组首先怀疑是原型装置安装时未进行热处理的缘故，他们严格按照铀浓缩行业规范操作，将原型装置打开，重新进行清洗、检漏、长时间的恒温烘烤除气、严格检漏、钝化等工作，然而通气后，他们发现本底依然持续增长。

随后，研制小组考虑到可能是测量容器的材质问题，于是制备了3个不锈钢小容器，内表面分别电镀或喷涂不同材料。在3个月的静态实验中，本底基本没增长，取得了很好的结果；但当大家准备庆祝时，投入动态实验的结果却显示，本底持续增长的情形再度出现，问题并未真正得到解决。至此，研制小组的科研人员再一次陷入沉思……

在进行了又一次尝试后，研制小组意识到，由于化学吸附、物理吸附以及其他原因，装置本底持续增长是不可避免的。于是研制小组果断改变思路，把努力方向从消除本底增长调整到控制本底增长速度和寻求一种快捷准确、不用人工操作测量装置本底的方法。

经过反复揣摩，研制小组决定尝试变压法测本底。他们首先挑选两个不同压力点测量本底。这种方法在理论上虽然成立，可实际应用效果并不好，获得的本底数据波动很大。经过进一步的理论分析和反复实验，他们又采取了多压力点法，实验表明平均值与实际的本底值很接近。

之后，研制小组在定型产品——UEOM-I型铀丰度在线监测仪上加装了高性能电磁阀，本底监测再也不需人为干预，实现了监测仪本底的全自动准确测量，使设备真正实现了无人值守，同时扩大了装置的应用范围和适用性。到2013年10月，铀丰度在线监测仪终于走出“本底”的阴霾，走上了光明的大道。

厂院联手 精诚合作

一项好的科研成果需要研制过程与现场实践的紧密结合。在铀丰度在线监测仪原型装置成功研制到产品成功定型的整个过程中，原子能院放化所37室研制小组都不是“单打独斗”，兰铀公司的鼎力协助和紧密配合，使研制、调试、应用和定型过程虽然坎坷不平，但是却不乏温情。不仅双方的科研人员由此结下了深厚的友谊，也使双方的“厂院合作”绽放出了成功的花朵。

铀丰度在线监测仪主要在铀浓缩厂应用，而中国的铀浓缩事业虽然发源于原子能院，但是从上世纪80年代从原子能院分离出去后，就不再是其发展专业方向。

原型装置研制出来，不能束之高阁，必须要到现场进行调试应用。所以，找到一处适宜的铀浓缩设施进行现场实验就成为研制小组亟需解决的难题。

正当研制小组一筹莫展之际，一个熟悉而亲切的身影出现了。诸旭辉研究员是我国铀浓缩领域的高级专家，非常热爱铀浓缩事业，尽管已是古稀之年，依然非常关心铀浓缩事业的发展，尤其关注铀浓缩各方面的新技术。为了原子能院铀丰度在线监测原型装置研制工作，他热心奔走、四处联络。

此项工作终于得到了兰铀公司总经理的高度重视，专门组织公司各方面专家参加研讨，并选定最好的部门和人员进行配合。双方最后确定，现场调试和应用分两步走：先安装在质谱间，成功后再移到离心级联大厅。

从设备安装调试到现场应用运行，兰铀公司的相关领导一直重视、支持这个项目，竭力为双方交流提供方便。兰铀公司下属各二级单位，如生产技术处和中央分析室等部门的核心员工积极参与，不但为项目献计献策、全面协调，而且投入了大量的时间、精力和人力。

其中，兰铀公司中央分析室主任工程师、研究员级高工、理化分析首席专家郝学元就积极参加到项目的现场中来。作为我国著名的UF6气体在线质谱分析专家，他始终冲在第一线，不仅抢着承担趴在地上拧螺丝、用酸清洗紫铜管、用轮胎“偷”氦气检漏等脏活累活，还不遗余力地运用在公司几十年的资源协调项目所需。

郝学元后来说，刚开始他是抱着怀疑、观望的态度参加铀丰度在线监测项目，但没想到监测仪的应用效果会这么好。现在他非常看好这个项目，将会一直全力以赴、积极推动项目的各项进展。

要想高质量地应用于铀浓缩厂，铀丰度在线监测仪的稳定性和自动化程度要求很高。4年多的现场应用、不断改进、不断升级，使其性能和自动化程度均超过了预期目标。另外，研制小组还在监测仪上开发了许多接口，开发了其扩展功能，使其不仅能对工艺铀丰度进行在线实时监测，还能对工艺气体质量流量信息进行监测，从而可实现产品容器收料平均丰度的监测，使监测仪的档次再上台阶。目前，该装置已经不仅仅是一台铀丰度在线监测仪，而是集丰度测量与流量测量为一体的综合性测量装置。

8年的精诚合作终于结出了硕果。寒暑交替，中国原子能科学研究院和中核兰州铀浓缩有限公司的科研人员在携手把产品推向市场的同时，也成就了“厂院合作”的新典范。（杨晓军）

【背景链接】

铀丰度在线监测仪是对铀浓缩厂离心级联产品端工艺管道内六氟化铀（UF6）气体的铀丰度进行在线实时监测的仪器。监测仪用碘化钠（NaI【Tl】）闪烁探测器对流经监测仪测量容器的UF6气体中铀-235（235U）发射的特征伽玛（γ）射线强度进行测量来得到235U的量，用传感器测量UF6气体的温度和压力，应用理想气体状态方程得到铀总量，由此获得铀丰度，实现工艺管道内UF6气体的铀丰度测量。

以前，国内铀浓缩厂级联工艺管道内UF6气体的铀丰度测量均由UF6气体质谱计测定。质谱计属重大精密仪器设备，价格非常昂贵，进口每台在600万元以上，国产每台也在300万元以上。UF6气体质谱计结构复杂，操作维护困难，需要专门的技术人员进行日常维护、操作运行。为了保证铀浓缩生产工艺的平稳运行，产品端工艺管道内UF6气体的铀丰度通常每4小时取样测量一次，这样需要安排运行人员一年365天、每天24小时值班运行UF6气体在线质谱计。即使在这种情况下，气体质谱计也无法实现对铀丰度的在线实时监测，无法及时发现级联工艺运行中的异常。另外，UF6气体在线质谱计的日常运行费用很高，维修起来更是麻烦与困难。

使用一种价格低、简单、自动、实时、快速测量离心级联产品端工艺管道内UF6气体铀丰度的无人值守设备来替代UF6气体在线质谱计，从而真正实现对级联工艺的在线实时监测，改变过去那种“费力又费钱”的局面是铀浓缩人多年以来的梦想。新研发的监测仪达到了这个目的。